撰文：FerdinandRegner、AndréSchweizer和NilsUrbach，分别来自慕尼黑工业大学、拜罗伊特大学和法兰克福应用科技大学翻译：币安区块链研究院NFT是2017年末推出的一种新型独特且不可分割的基于区块链的代币。本文探讨了这一理论和实践知识的差距，并论证了NFT在活动票务领域的有效性。我们遵循严谨的设计科学研究方法，设计、构建并全面评估了一个基于NFT的活动票务系统原型。因此，我们证明了NFT在数字商品标记化、防止欺诈和改善对二级市场交易的控制方面的有用性。此外，本文还提出了使用NFT构建应用程序的管理建议，并使其他研究人员能够借鉴NFT的发现和设计原则。介绍
区块链技术是一项激进的创新，具有挑战甚至取代依赖第三方信任的现有商业模式的潜力。而NFT唯一且无法分割或合并的设计让其被视作是打开全球范围内市场规模达2000亿美元的收藏品市场的关键。不过除了这个目前已经被越来越多的人了解的第一个实验用例以外，从信息系统研究的角度对NFT进行更深入的理解还将有助于在另外三个方面进行研究。首先，关于NFT的一般特征以及与同质化代币的区别的固化描述性知识有助于更好地理解收益和由此带来的机会。第二，改进基于NFT的应用程序设计和评估过程的规范性知识，对研究人员和实践者都有好处。第三，提高对实际挑战的认识，使未来的研究人员能够更好地专注于解决剩余的挑战。遗憾的是，学术研究者对这些方面仍然缺乏深入研究。此外，目前的知识体系缺乏最佳实践、开发项目经验和对基于区块链的软件开发的见解。因此，我们得出结论，明显的研究差距的确存在。我们的目标是通过证明非同质化代币在特定领域的适用性来弥合这一差距，并回答以下研究问题：实际使用NFT的好处和挑战是什么？本文将通过遵循设计科学研究方法并开发活动票务系统的用例来回答这个问题。这样我们就提供了一种新的方法来创建、管理、转移和跟踪所涉及的所有权和使用权。研究方法
为了设计、实施和评估区块链活动票务系统原型，我们采用了DSR方法。DSR从历史上起源于工程学，它涉及到创造一个以前不存在的、服务于有意义的人类目的的人工制品。这种研究工作的典型特征是对创造性和试错搜索的强烈依赖。Hevner等人列出了在信息系统空间中应用DSR的七项准则：它要求创建一个创新的工件，该工件满足特定的问题和特定的问题域。全面评估工件对于提供解决指定问题的解决方案至关重要。还必须做出明确和可验证的贡献，例如解决未解决的问题或更有效地解决已知的问题。它需要工件的严格定义，形式表示，一致性和内部一致性通过创建工件，我们沿过程构造了一个问题空间，并找到了一种有效的解决方案最后，我们必须有效地传达结果。原型设计与开发
在本节中，我们根据Hevner等人的DSR指南介绍了基于区块链的活动票务系统的设计和开发。首先，我们简要概述了经过验证的问题陈述和原型的设计目标。其次，我们阐述了基本的设计决策，最终决定选择以太坊区块链和NFT作为原型的核心组件。最后，我们概述了最终的原型设计，并简要解释了其应用。问题陈述和设计目标的推导
我们的文献分析揭示了活动票务行业当前存在的问题。总结我们的发现，消费者保护机构的多次投诉显示，活动的主要组织者和参与者这两个主要利益相关者的现状并不令人满意。按照Hevner提出的相关性周期，我们还通过采访了一家票务公司的首席执行官来验证了我们的发现，该公司提供了宝贵的专家知识。他在很大程度上证实了我们的初步发现，并补充说，活动组织者需要直接与活动参与者进行互动，而不是依赖中介机构进行信任，并且公开协议比不透明的现状更为可取。下表简要概述了已确定的主要问题领域。
已识别问题领域概述基于这些发现和其他文献，我们得出了原型的预期设计目标。根据Hevner提出的相关性循环，我们基于Hevner等人定义了我们的设计目标和随后的研究结果评估验收标准。下表列出了设计目标和建议的评估标准和方法。
设计目标基本设计决策
一个设计良好的系统体系结构为后续开发过程提供了路线图。在尝试立即应用基于区块链的解决方案之前，我们首先确保我们的基本设计决策是有良好基础的。因此，我们遵循Wüst和Gervais的决策模型，这有助于决定区块链技术的使用对于特定的场景是否有用。引导用户通过问题形式的顺序决策标准。关键问题是，是否所有相互作用的各方都可以固有地被信任。由于这个答案是否定的，那么根据模型，区块链解决方案是明智的。由于我们肯定地回答了后续的问题，如果公开可用的验证是必要的，模型建议使用公共无许可的区块链。我们的设计目标为选择具有所需功能的区块链提供了有价值的指导。以太坊区块链是一个公共的、无许可的区块链，支持智能合约，拥有最大的开发者社区，并基于超过60.000个节点运行网络，没有一个故障中心点。这些属性使我们能够构建一个自动化的应用程序，它继承底层区块链的关键特性，如去中心化的信任、完整性、透明性、不可否认性和可用性。以太坊开发了自己的高级编程语言，可编译成可在以太坊虚拟机上运行的字节码;它最受欢迎的是具有类似javascript语法的稳定性。因此，我们选择在solid中为原型开发智能合约代码。我们依赖于开发框架Truffle，该框架包含用于部署契约的工具、测试库Mocha以及ganache-cli，它提供了本地以太坊区块链用于测试。此外，Infura提供对公共以太坊测试网络的访问，如Ropsten，而不需要我们建立自己的完整以太坊节点。这个工具包被证明是高效开发的必要条件，其特点是测试驱动和快速迭代。这些选择都得到了区块链社区的认可和测试，每个都有超过100万用户。我们将nft作为原型的基本核心组件，因为它们具有独特性、不可分割性和可转移性，有助于实现我们的设计目标。我们重用了ell由OpenZeppelin测试、审计和社区评审的ERC-721标准实现，我们通过我们特定用例所需的附加函数对其进行了扩展。结果原型
根据我们指定的设计目标和设计选择，我们构建了一个原型，解决了活动组织者和与会者的问题。按照上一节中列出的DSR循环，我们采用了一种交互式方法，并从一个非常基本的设计开始，以解决一个高度简化和抽象的问题。在评估了单元测试的初步结果和性能之后，我们分别细化了需要解决的需求和设计。最终的原型应该被视为一个基本的实现，它关注于满足我们指定的设计目标所必需的核心特性。图1描述了一个UML图，它概述了原型的主要功能。
图1UML图设置阶段：首先，活动组织者为特定活动部署智能合约。初始参数，如特定活动的名称、初始票证价格、票证的最大价格系数、活动开始日期时间、可用票证的最大数量以及辅助票证事务的初始事务费，都提供给constructor()，如合约部署脚本中所指定的。部署示例活动期间控制台日志的屏幕截图如图2所示。活动组织者是智能合约的所有者，因此可以稍后通过与智能合约交互来更改这些参数，此外，还可以随时收回其余额并暂停门票交易。
图2控制台Ropsten测试网合约部署日志一级市场：在合约部署之后，活动参与者可以通过向应付功能buyTicket()发送包含Ether的事务来购买门票，直到达到供应限制。该函数首先检查传输的金额是否足够，然后调用内部函数\\ucreateTicket()，该函数「铸造」一个新的NFT，作为票据的虚拟表示。每个票证都是唯一的，因为其id在每个合约中只能存在一次，并且可以随时通过调用checkTicketOwnership函数来验证其所有权。可通过调用balanceOf()获取拥有的票证总数。二级市场：票主可以通过调用函数setTicketForSale()提供转售票。他们可以使用函数setTicketPrice()来收取任何不超过活动组织者定义的最高价格的费用。一旦票证拥有者通过调用approvedAsBuyer()设置了批准，任何能够访问启用区块链的web浏览器的用户都可以从当前票证拥有者那里购买票证。买方现在可以将所需数量的加密货币转移到应付函数buyTicketFromAttendee()，该函数最终将票据转移给买方。活动组织者设定的交易费用由合约自动扣除并保留，只有合约所有人才能提取。一旦活动启动，修饰符eventnotstart()将禁止使用任何setter函数。因此，在eventStartDate中指定的时间之后，不能再创建或传输票证。组织者可以调用setTicketToUsed()在场馆验证票证。虽然该原型的范围没有针对零售用户的前端，但其与ERC-721标准的完全兼容性允许用户使用任何兼容的钱包或NFT市场，如OpenSea，以方便以轻松的方式进行点对点交易。原型部署在以太坊测试网络Ropsten上，因此允许任何有权访问以太坊节点的用户调用智能合约并使用它。实现的原型的源代码在GitHub上公开。评估和讨论
在评估中，我们将最终的原型与设计目标和评估标准联系起来。我们的评估不限于在构建阶段结束时进行的单个活动，而是代表一个迭代的过程，并包含多种方法和视角。测试与实验评价
为了彻底分析原型的功能、结构、形式化完整性、一致性和质量，我们依赖于算法白盒测试，如单元测试。为了完善和优化我们的原型，我们遵循了测试驱动的方法，并在测试和改进之间进行迭代。我们使用包含Mocha测试库和Chai断言库的Truffle框架进行结构测试、单元测试和功能测试。为了确保每个公共函数和我们的原型包含的所有修改器的一致性和质量，我们编写了几个单元测试。此外，我们创建了一系列集成测试来模拟完整的工作流，允许我们测试原型的正式完整性和功能。总的来说，我们在289行JavaScript代码中创建了33个测试，以确保我们的原型在状态更改时行为正确。使用人工数据进行成功的测试运行，模拟了前一节所述的整个过程的全自动完成，从而证明了我们的解决方案是可行的。此外，对实际测试场景的模拟得出了部署该系统所需的估计成本为500万Gas。除了运行测试和执行模拟，我们还使用代码linterSolhint和修复所有报告的问题。为了避免我们代码中的安全漏洞和潜在缺陷，我们搜索了最近关于智能合约安全问题的文献，如Atzei等和Fr?wis等，并在必要时修改了我们的代码。为了让其他研究人员或从业者验证我们的原型并进一步增强它，我们开放了整个项目的源代码。专家评价
除了模拟和测试之外，我们还依赖其他来源，如相关文献和专家访谈来进行知情论证。为了评估我们的工件，并讨论关于我们的原型和nft的一般含义的不同场景，我们选择了9位具有不同背景的专家，基于他们先前对nft和活动票证的知识，如下表所示。
专家访谈我们事先向所有专家介绍了我们的研究，并遵循了半结构化访谈指南。我们对采访进行了数字记录，然后根据科学标准进行分析。我们的采访包括两个主要部分，通常持续约30分钟。首先，我们关注于推荐的描述性评估方法，即通过创建相关的说明性场景来评估工件的功效和效用。我们讨论了我们的原型是否适合我们指定的设计目标，并邀请面试伙伴提出现实的场景，并探讨对我们的原型的影响。第二，我们还提出了开放性问题，以便对NFT的一般方面进行公开讨论。典型问题有：在您看来，NFT对所讨论的用例的影响如何可以概括？你认为NFT的主要好处是什么？在您看来，NFT的使用有哪些缺点？还有哪些挑战，今后如何应对？根据受访者的技术背景，我们还包括了关于我们的原型是否适合现有技术IS架构的分析问题。评价结果及讨论
设计目标1——数字化：我们的模拟显示，整个工作流可以在不需要任何数据物理表示的情况下进行处理。原则上完全数字化是可以实现的，特别是在购票和售票过程中。但是，建议使用回退机制来包含不太复杂的用户，例如生成编码票据id的二维码。然后用户可以决定是打印门票还是在手机上以数字方式显示门票。设计目标2——二级市场：NFT使我们能够将逻辑嵌入到数字资产中，例如活动票证本身，而不是将逻辑嵌入到控制资产的应用程序中。该原型表明，在活动门票上嵌入用于转让的业务规则是可行的，使活动组织者能够控制流程、设置价格限制并向门票销售者收取一定的费用。硬编码逻辑优于需要监控实际用户行为和由人类参与者执行规则的治理或监管。如果自动扣除门票或阻止交易，则向门票卖家收取费用要容易得多，而不是要求卖家遵守某些规则。因此，我们认为，与目前控制二级市场交易的现有方法相比，原型方法更为有效。我们发现的唯一弱点是一个场景，用户通过传输拥有活动票证的以太坊帐户的私钥来绕过系统，而不是在系统内交换票证。这可以通过实施KYC措施来防止，KYC措施验证区块链地址用户的身份。KYC本身是目前从业者和研究人员的热门话题，也可以通过基于区块链的系统实现。设计目标3——独立性：要独立于中介机构，活动组织者和活动参与者需要一个以无信任方式运行的系统。使用区块链技术，用户可以信任自动执行且无法操纵的规则。由于每个以太坊节点都独立地处理和验证交易，因此唯一需要的信任是底层区块链协议。然而，不信任不仅是平台的属性，也是每个智能合约的属性。我们的采访伙伴普遍认为，可以实现独立于中介机构，并达到设计目标。然而，一些专家强调，我们基于NFT的原型最现实的用例是与现有平台的集成，以从用户聚合中获益。现有的对中介机构的依赖被对技术中介机构的新依赖所取代。设计目标4–安全性：我们的文献研究表明，基于区块链的系统的安全性依赖于底层区块链协议的一般安全性和单个智能合约的安全性。前者面临安全风险，例如51%的攻击，其中单个实体拥有大部分计算能力。操作风险包括分叉，如果开发人员社区在重要问题上存在分歧，可能会发生分叉。这可能导致代码库的多个竞争版本，并可能损害区块链协议的完整性。后者面临着源于编码错误的安全风险，这是我们在流程开始时就认识到的一个事实，并试图尽可能地减轻这种风险。使用OpenZeppelin经过良好审核的代码作为我们实现的基础，是减少智能合约攻击面的有效措施。尽管采取了这些措施，但不能排除应用程序易受攻击的可能性。安全专业人员的渗透测试将是一项有价值的贡献。操作错误，例如重新部署新的智能合约版本，进一步增加了人为错误的可能性。然而，一种情况是，用户被误导与过时甚至欺诈的智能合约版本进行交互，这是可以想象的，并带来了一个问题。此外，如果保护活动组织者的私钥被恶意方获取，则活动组织者的帐户安全可能会受到损害。因此，对活动组织者采取的安全措施的信任对于系统的整体安全至关重要。我们试图通过有效地限制所有者更改参数和暂停事务的选项来限制这种场景的潜在损害。在这种情况下，票证本身的所有权仍将受到保护，这要归功于NFT的使用，NFT嵌入了只给予当前所有者某些许可的规则。NFT也有助于确保完整性，因为它们通过设计保证票的唯一性。由于以太坊区块链是公开的，并且使用假名身份，因此原型没有为用户提供高水平的隐私。研究人员已经表明，通过有限的努力，完全基于假名的隐私是可以克服的。几位受访专家指出，由于数据隐私法可能遭到违反，因此存在潜在的法律问题。除了完整性和隐私，可用性是安全系统的关键因素。以太坊区块链作为我们原型的基础协议，确保了几乎没有停机时间。设计目标5——验证：验证票的所有权在我们的模拟中运行良好。由于使用智能合约进行的所有交易都是透明的，用户可以随时验证其行为的正确性。唯一的先决条件是互联网接入和拥有加密货币以太，因为函数调用不能免除交易成本。如果没有提供足够的gas，与智能合约的互动将失败。然而，正如最近的一项提议所显示的那样，建立一个智能合约网络来代替用户支付gas成本也是可能的。此外，在活动位置使用访问控制的传播时间可能不足以满足需要低延迟的场景。由于直接从区块链读取所有票证权限可能不可行，因此在活动开始之前缓存数据可能是一种解决方法。设计目标6——透明性：由于交易数据不可变地存储在区块链上，因此保留了票据所有权的记录。以太坊区块链的开放性允许任何人在任何给定时间查看并验证票证的当前所有者。但是，查看所有权仅返回拥有票证的以太坊帐户或智能合约。由于区块链的假名性质，用户身份的细节不得而知，除非努力揭示账户背后的真实身份或事先执行KYC识别用户。为了实现完全透明，KYC是必要的，因为任何实体都可以拥有多个以太坊地址。更高的透明度会受到许多活动组织者的抵制，因为他们害怕发现非法的附带交易，比如扣留公众看不见的特别分遣队门票，这些门票是为了特殊利益而在背后进行交易的。设计目标7——自动化：正如我们的模拟成功显示的那样，活动组织者不需要在智能合约的初始部署之后采取任何手动操作。但是，如果在设置阶段出现错误，活动组织者只能通过向智能合约发送交易来更正这些错误，而智能合约会产生交易费用。因此，主办方需要提前为账户提供适当的资金。设计目标8——成本效率：模拟原型的部署显示，500万gas所需的预期成本约为0.01ETH。美元或欧元等法定货币的相应金额取决于当前汇率，该汇率波动很大。在我们进行模拟时，大约相当于1美元。ETH价格上涨可能会大幅增加成本，降低成本效率。对于活动参与者，每次与智能合约交互的交易费用都要低得多。然而，尽管成本较低，但用户不断被提醒，与原型的任何交互都需要支付少量费用，这一事实可能会导致一些用户倾向于集中式解决方案，而价格更为隐蔽。讨论一般性益处和挑战
除了我们与活动票务用例相关的发现之外，我们的文献研究和专家访谈揭示了NFT的进一步好处和挑战。我们在此简要讨论这些发现，并提出克服我们发现的每一个问题的潜在方法。NFT的一个关键好处是，它比以前任何基于区块链的工具都更能体现独特性。它们有助于使资产可编程，提高流动性和安全性。即使对于具有某些可替代特征的资产，如果使用非同质化代币而不是同质化代币，也可以实现更好的区分。得益于这些优势，NFT为区块链技术提供了新的用例，并有可能通过简化它来改进现有的区块链系统。可以区分两个主要用例。首先，数字商品的标记化非常适合NFT，因为它们可以保证真实性和唯一性。票证可以被视为一个权利束，因此一般来说，权利的标记化可以被视为基于区块链的系统，特别是NFT的可行用例。在灰色文献的研究中，我们发现了几个用例，进一步证明了NFT是有用的，例如支持软件许可的新商业模式和数字艺术的新所有权形式。第二，NFT非常适合表示数字领域的物理资产。所有权透明度的提高有利于监管机构。然而，为了弥合物理世界和数字世界之间的鸿沟，诸如智能传感器之类的附加组件是必要的。然而，使用NFT带来了一些挑战。由于它们只不过是在区块链上执行的一段标准化软件代码，它们高度依赖于底层区块链协议的属性。正如一位专家所解释的，「任何你能用NFT做的事情都是以太坊启用的，而你不能做的事情都不是以太坊启用的」。以太坊最显著的挑战之一是其有限的可扩展性。然而，我们发现克服这一挑战的解决方案已经存在，例如使用状态通道。如果这个问题得到解决，NFT应该具有极高的可扩展性，因为测试显示，一个合约可以处理2128个NFT而没有问题。另一个挑战是隐私与无许可区块链的设计困境。多位研究人员已经表明，隐私并不能得到保证，因为公共区块链上的假名数据可能有意义，而透明度和公共访问是一个关键特征。然而，诸如零知识证明等有前途的新技术的开发仍在进行，并将在未来解决这一问题。ZKP是一种加密方法，允许向另一方证明某些属性而不透露它们。EY公司的一个专门团队已经初步证明了NFT的隐私是可行的，该团队将ZKPs与NFT结合起来，为私募股权交易提供便利。此外，NFT对于零售用户来说缺乏易访问性，因为它们是后端组件，不能提供用户友好的界面。为每个函数调用支付gas费用的要求使得基于区块链的系统的使用变得复杂，即使对于有经验的用户也是如此。因此，用户需要提前购买加密货币以支付交易费用，即使商业模式通常不会向零售用户收费。然而，最近一项名为「加油站网络」的EIP显示，这一问题可以得到解决，智能合约可以代替用户支付gas成本。不仅gas价格波动，而且加密货币ETH的价格波动很大。这使得零售用户很难根据美元等法定货币计算成本。克服这一挑战的一个潜在方法是使用分散的稳定货币，如Dai，它试图类似于法定货币的价值，从而将用户从汇率波动的货币风险和心理努力中解放出来。一般来说，使用区块链系统的另一个重要挑战是有限的法律可执行性。虽然代币所有者可以依赖真实性，但NFT所代表的权利的合法所有权和使用则是另一回事。为了使基于区块链的系统真正不可信，需要在当前制度环境下的法律正确性和合法性。此外，由于NFT是一个非常年轻的现象，了解NFT的人非常稀少，区块链空间中使用的语言非常技术性，通常不被公众很好地理解。在构建工件的过程中，我们揭示了nft在创建代币方面的一个典型问题。与可替代代币不同，对于NFT，不可能立即创建许多代币。一个接一个的铸造NFT是麻烦和低效的，因为它需要大量的计算能力，因此会产生很高的gas成本。我们发现并应用的一个解决方案是，仅当买家要求并支付时才创建代币。这种策略被称为「用户可铸造」代币（另一个挑战是在实际交易发生之前批准交易的两步流程。虽然通常使用的解决方案是将NFT临时转移到负责交易的市场合同中，但这种方法有一些缺点。代币所有权暂时从所有者转移出去的事实对某些用例造成了问题，并且安全性会受到负面影响。更重要的是，每一次额外的转移都会消耗gas并降低效率。此外，智能合约的性质通常使系统易于扩展新功能。然而，升级现有的智能合约需要承担多重技术和操作风险，并需要花费大量资金。依靠像OpenZeppelin和Truffle这样的开发框架可以大大简化升级过程并降低风险。综上所述，NFT能够以新的有益方式数字化表示数字和物理资产。然而，许多挑战仍有待解决。NFT是基于区块链技术的，区块链技术仍处于初级阶段，尚未为零售用户的大规模市场做好准备，零售用户要求简单、用户友好的界面和法律清晰。NFT无法解决这些需求，但需要在底层区块链协议和法律机构的层面上加以解决。此外，公众对NFT的了解仍然很少。对于这些挑战，我们希望它的角色仅限于后端组件，而不是对零售用户直接可见。尽管如此，我们认为NFT对于基于区块链的系统来说是一个非常有价值的组件，除了本文所讨论的之外，NFT还有可能实现更多的实际用例。结论
FTX将持续开放ETH交易:9月5日消息，ETH合并期间FTX将持续开放ETH交易。FTX将在下列时间暂停以下Wrappers和Layer 2的充值与提现：
- Arbitrum One ETH: 2022年09月07日 00:00 (UTC)
- Solana (Wormhole) ETH: 2022年09月15日 00:00 (UTC)
- Binance Smart Chain（BSC）ETH：2022年09月15日 00:00 (UTC)[2022/9/5 13:10:02]
我们研究了作为一种新兴现象的NFT，并将其作为基于区块链的活动票务系统的核心构建块进行了评估。我们遵循了基于Hevner等人（导方针的设计科学方法，并迭代开发了一个原型。通过设计、构建和评估基于NFT的原型的过程，我们能够生成一些关于新代币类型的好处和挑战的相关发现。我们发现，NFT可以帮助克服现有非区块链活动票务系统当前的弱点，如易受欺诈、对二级市场交易缺乏控制和所有权验证。此外，我们的研究结果表明，NFT的使用目前带来了几个挑战，大部分来自底层区块链协议。由于我们已经表明，克服这些挑战的解决方案目前正在进行中，我们建议进一步研究，以便在不久的将来重新评估这些挑战的状态。在强调我们研究的贡献之前，我们必须考虑它的局限性。首先，通过详细考虑一个特定的用例，并遵循严格的研究过程来从中得出一般化的含义，我们可能会错过在不同的用例中可能发现的某些见解。用例本身局限于活动票务系统的强烈简化的需求模型，并且没有详细地捕获其他涉众和相关流程的角色。我们的架构选择可能会进一步缩小通用性。其次，尽管我们试图解决用户体验、法律影响以及技术和运营风险等问题，但我们承认其在本研究中的作用有限（为了更深入地了解用户对基于功能性交易的系统的接受程度，我们建议对功能性交易的其他用例进行补充研究，包括以零售用户和法律专家为关键部分的广泛实地实验。因此，我们的发现应该仅仅被认为是迈向更好的理论和实践理解NFT的初步步骤。「币安区块链研究院」志在搭建基于区块链技术的数字金融基础架构与服务，专注于区块链技术的自主核心技术、行业应用和治理模式研究，为区块链行业从业者和开发者提供教育培训认证、以及工具和资源。
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